CN104108940A - 一种适用于金属及非金属基材的高发射率高温陶瓷涂层 - Google Patents

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刘晓刚
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Abstract

本发明涉及一种适用于金属及非金属基材的高发射率高温陶瓷涂层，涂层的成分包括氧化铈、氧化铝、Cr2O3、碳化硅、氧化铁、膨润土、可溶性硅酸盐。

Description

一种适用于金属及非金属基材的高发射率高温陶瓷涂层
 
技术领域
本发明涉及一种适用于金属及非金属基材的高发射率高温陶瓷涂层。
 
背景技术
现有技术中，用于石油、石化、电力、冶金及建材等行业的工业锅炉和窑炉的高温辐射金属基材受热面、向火侧表面的涂料存在的不足之处在于抗沾污结渣、耐高温腐蚀、耐磨损能力较差，发射率较低。
 
发明内容
本发明的发明目的在于提供一种适用于金属及非金属基材的高发射率高温陶瓷涂层，发射率高、抗沾污结渣、耐高温腐蚀、耐磨损能力强。
实现本发明目的技术方案：
一种适用于金属及非金属基材的高发射率高温陶瓷涂层，其特征在于：涂料的成分包括氧化铈、氧化铝、Cr2O3 、碳化硅、氧化铁、膨润土、可溶性硅酸盐。
涂层的成分还包括氧化镧、氧化镝。
涂层各成分所占的重量份数为，氧化铈15-20、氧化铝 3-5、Cr2O3 5-10、碳化硅15-20、 氧化铁3-5、膨润土15-20、可溶性硅酸盐 40-50、氧化镧 1-3、氧化镝1-3。
优选地，氧化铝、氧化铈、Cr2O3 、碳化硅、氧化铁、氧化镧、氧化镝、膨润土、可溶性硅酸盐的粒度为100纳米-300纳米。
优选地，涂料各成分所占的重量份数为，氧化铈19、氧化铝4、Cr2O3 8、碳化硅17、氧化铁4、膨润土18、可溶性硅酸盐 45、氧化镧 2、氧化镝2。
优选地，金属粉选用三氧化二铁，可溶性硅酸盐选用硅酸铝。
本发明具有的有益效果：
本发明涂层成分中氧化铈与氧化铝复合，在较宽的波段内具有稳定的高发射率，具有抗沾污结渣特性，同时，氧化铈等稀土氧化物有利于陶瓷相的紧密和与基材的结合。本发明涂层成分中氧化镧、氧化镝保证涂层在高温状态下的光、电、磁特性稳定。
本发明涂层成分中的氧化铝、氧化铈、Cr2O3 、碳化硅、氧化铁、氧化镧、氧化镝粒度为100纳米-300纳米，采用纳米微粒子技术，改变了结合机理及表面力学特性，使涂层与基材以机械、物理及化学的方式紧密结合，且涂层外表面具有更低的表面能，进一步提高抗沾污结渣、耐高温腐蚀、耐磨损等综合特性。本发明涂层成分中采用多种无机粘结剂优化组合，针对不同基材、应用环境，确保涂层浸湿性、促进相间反应、高温不粉化脱落。
本发明使用温度范围300-1800℃，具体性能指标如下：
本发明适用于石油、石化、电力、冶金及建材等行业的工业锅炉和窑炉的高温辐射受热面、向火侧表面，还可用于包括电加热元件和内燃机排气管外表面。本发明具有高发射率、抗沾污结渣、耐高温腐蚀、抗氧化、耐磨损功能，提高受热面的换热能力，如下表所示，本发明能够全面提升工业锅炉、窑炉及内燃机的安全与经济性，并有效降低热力型NOx的排放。
 
具体实施方式
涂层制备原料各原料所占的重量份数为，氧化铈19、氧化铝4、Cr2O3 8、碳化硅17、 氧化铁4、膨润土18、可溶性硅酸盐 45、氧化镧 2、氧化镝2，实施时，金属粉选用三氧化二铁，可溶性硅酸盐选用硅酸铝。
利用罐磨球磨机将原料进行研磨成粉，氧化铝、氧化铈、Cr2O3 、碳化硅、氧化铁、氧化镧、氧化镝、膨润土、可溶性硅酸盐的粒度为100纳米-300纳米，正态分布。
常温（5-35摄氏度）下，将各无机原料粉在去离子水中浸泡4-6小时，再将各原料粉搅拌均匀，过滤后获得涂层。

Claims (6)

1.一种适用于金属及非金属基材的高发射率高温陶瓷涂层，其特征在于：涂料的成分包括氧化铈、氧化铝、Cr2O3 、碳化硅、氧化铁、膨润土、可溶性硅酸盐。 
2.根据权利要求1所述的适用于金属及非金属基材的高发射率高温陶瓷涂层，其特征在于：涂层的成分还包括氧化镧、氧化镝。 
3.根据权利要求2所述的适用于金属及非金属基材的高发射率高温陶瓷涂层，其特征在于：涂层各成分所占的重量份数为，氧化铈15-20、氧化铝 3-5、Cr2O3 5-10、碳化硅15-20、 氧化铁3-5、膨润土15-20、可溶性硅酸盐 40-50、氧化镧 1-3、氧化镝1-3。 
4.根据权利要求3所述的适用于金属及非金属基材的高发射率高温陶瓷涂层，其特征在于：氧化铝、氧化铈、Cr2O3 、碳化硅、氧化铁、氧化镧、氧化镝、膨润土、可溶性硅酸盐的粒度为100纳米-300纳米。 
5.根据权利要求1至4任何一项所述的适用于金属及非金属基材的高发射率高温陶瓷涂层，其特征在于：层料各成分所占的重量份数为，氧化铈19、氧化铝4、Cr2O3 8、碳化硅17、 氧化铁4、膨润土18、可溶性硅酸盐 45、氧化镧 2、氧化镝2。 
6.根据权利要求1至4任何一项所述的适用于金属及非金属基材的高发射率高温陶瓷涂层，其特征在于：金属粉选用三氧化二铁，可溶性硅酸盐选用硅酸铝。 
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